Изграждане на помпени станции

Помпените станции във водния сектор са два вида – за питейни и за отпадъчни води. Във водоснабдяването помпените станции са необходими, когато водата се изпомпва от източника директно в системата или когато има нужда от повишаване на налягането при недостатъчна разлика във водните нива в гравитачни разпределителни системи. В тези помпени станции се използват два основни вида помпи – вертикални турбинни и центробежни. Капиталовите разходи за водоснабдителните помпени станции са високи, но най-скъпият компонент е електроенергията за задвижване на помпите. Затова е важно помпените агрегати да са с висока ефективност и да се осигури подходящата им поддръжка.

Канализационните помпени станции се използват за по-лесното гравитачно транспортиране на отпадъчни води. Потокът се подава и съхранява в подземен черпателен резервоар до достигането на предварително определено ниво. Тогава помпите се включват и отпадъчните води се придвижват във възходящо направление през тръбна система под налягане, откъдето се изпускат в гравитачна канализационна мрежа до достигането на определена дестинация – обикновено пречиствателна станция.

Водоснабдителни помпени станции

Този вид съоръжения се разполагат в близост до пречиствателна станция или водохранилище. Изборът на площадка се определя на база резултатите от топографско проучване и анализ на риска от наводнения. Основни фактори, които трябва да се отчетат, са и наличието на електрозахранване, достъпност за извършване на дейности по поддръжка и експлоатация, както и потенциалното негативно въздействие върху съседни съоръжения.

Помпите, тръбопроводите и оборудването трябва да бъдат защитени от метеорологичните условия. При студен климат помпите и тръбите трябва да са защитени от замръзване и поради това обикновено се инсталират в напълно затворени структури. При горещ климат част от оборудването може да бъде разположено на открито в затворени корпуси, които да го предпазват от влага и други неблагоприятни условия.

За допълнително повишаване на налягането локално или временно се използват бустер помпи. Хидрофорните помпени станции обикновено се разполагат на отдалечени места от основните помпени станции, например в хълмисти райони, в които са необходими зони с високо налягане, или с цел поемане на пиковите натоварвания в разпределителната система.

Когато една помпена станция се добавя към съществуваща инсталация, тя трябва да бъде проектирана съобразно съответните планове и дизайн, базирани на общ хидравличен анализ на системата. Оразмеряването на всеки един компонент в разпределителната мрежа зависи от ефективното комбиниране на основните елементи – водоизточник, резервоари за съхранение, водопроводи и помпи.

Местоположението на помпената станция и водочерпещата структура, както и очакваните напори и капацитети, са определящите фактори при избора на помпи. Функцията на помпената станция в цялостната разпределителна система също може да окаже влияние при определянето на капацитета.

Изграждането на водоснабдителна помпена станция има смисъл, само когато разпределителната мрежа е планирана по подходящ начин, тъй като разходите за експертно проектиране, строителни материали, електроенергия и поддръжка са високи. Поради това тези съоръжения са много скъпи и са устойчиво решение, единствено в случай че експлоатацията и поддръжката им могат да бъдат гарантирани.

Управлението на помпените станции може да е ръчно или автоматично. При малки системи се препоръчва ръчно управление – операторът стартира помпите и на база натрупан опит преценява необходимото време за задоволяване на пиковите нужди на потребителите и за напълване на резервоара. Помпите се стартират отново при спадане на водното ниво в резервоара под предварително определена стойност. При автоматичното управление включването и изключването на помпите се задейства или от поплавъци, или от налягане, без да е необходимо операторът да преценява графика и продължителността на помпените цикли.

Канализационни помпени станции

Изграждането на канализационна помпена станция на дадена площадка изисква цялостно проучване на зоната, която ще бъде обслужвана, за да се гарантира че тя може да бъде дренирана адекватно. Местоположението на тези съоръжения често се определя от тенденцията за бъдещо развитие на конкретния район. Помпената станция трябва да бъде конструирана така, че да не съществува риск от наводняването й. Канализационните помпени станции обикновено се разполагат в най-ниските точки на населените места. Въпреки това, изборът на площадка и ориентацията на всяка една помпена станция трябва да бъдат преценени поотделно в зависимост от следните критерии: локална топография (наклон на повърхността, наличие на над- и подземни препятствия); близост до съществуваща/предвидена за изграждане канализационна структура; размер и вид на помпената станция; особености по отношение на достъпа за експлоатация и поддръжка, включително здравето и безопасността на персонала; визуално въздействие; наличие на електрозахранване; предразположение на площадката към наводняване; съвместимост със съседните структури и др. От изброените най-ключов фактор е предразположението към наводняване, тъй като то е свързано с риска от възникване на сериозни проблеми за околната среда и здравето на хората – например в случай че отпадъчните води достигнат повърхността при преливане на черпателния резервоар или при неизправност на системата в случай на частично/напълно потопено табло за управление. Наводняването на площадката може да доведе и до ерозия около изградените структури, особено около черпателния резервоар и вентилната камера, или да причини сериозни повреди на компоненти с критично значение, например електрическото табло. Затова проектантът трябва да зададе горните нива на черпателния резервоар, вентилната камера и колоната, поддържаща таблото с електроапаратура, така, че тези структури да не могат да бъдат наводнени.

Минималният брой черпателни резервоари е два, независимо от обема на препомпваните отпадъчни води, за да се осигури възможност за отстраняване на натрупани отложения от единия, без да се налага прекратяване на процеса по препомпване. Тези структури трябва да са с цилиндрична форма за по-лесно и икономически изгодно изграждане. Минималната работна височина на черпателния резервоар е 0,8 m, като при по-големи съоръжения при строителството трябва да се предвиди възможност за разбъркване на утайките с помощта на помпи. Дъното на черпателния резервоар се изпълнява с наклон към смукателния тръбопровод на помпите >0,1.

С цел улавяне на плаващи в отпадъчните води предмети и предотвратяване на задръстването на помпите в канализационните помпени станции се инсталират решетки и дробилки. Те се разполагат в самостоятелна сграда в близост до черпателния резервоар или се монтират в него.

Всяка помпа в канализационните станции трябва да е със самостоятелен смукателен тръбопровод. В повечето случаи помпите се инсталират без цедки и обратни клапи. За смукателния тръбопровод трябва да се осигури възходящ наклон от най-малко 0,5%, за да се предотврати рискът от задържане на въздух. В случай че помпата е естествено залята, е необходимо да се предвиди поставянето на спирателен вентил на смукателния тръбопровод, който да позволи изолирането на помпата при извършването на дейности по поддръжката й.

Напорният тръбопровод се инсталира над помпите, тъй като обикновено канализационните помпени станции са подземни. Обратните клапи и спирателните вентили се монтират на хоризонтален участък от напорния тръбопровод, като под всички арматурни компоненти се поставят опори, а при необходимост – и площадки за обслужването им. За изпразване на напорния тръбопровод се монтират изпускателни вентили на всяка помпа и на общия тръбопровод. Периодично смукателните и напорните тръбопроводи се промиват с техническа вода, която впоследствие се отвежда в черпателния резервоар.

Най-често системата на канализационните помпени станции е обект на електронен мониторинг. Сензори следят за нивото на отпадъчните води в черпателния резервоар и за пускането и спирането на помпите. Обикновено този вид съоръжения се комбинират с пречиствателна станция и/или отделна канализационна мрежа. Разходите по изграждането, експлоатацията и поддръжката им са високи.